照明节能设计

绿色照明是节约能源、保护环境,有益于提高人们生产、工作、学习效率和生活质量,保护身心健康的照明。也即在满足建筑照度要求的前提下又要节能环保。所以,在建筑照明设计中,必须遵循国家相应的法律法规,实施绿色照明。

国标《建筑照明设计标准》GB50034-2004中“照明节能评价”一节规定了以照明功率密度值作为照明节能的评价指标,这个指标是指单位面积上的照明安装功率(包括光源、镇流器或变压器)来计算,单位是W/㎡。

在进行照明设计时,所选照明方案除满足照度要求时,还需校核功率密度值的要求。照明节能设计和应用可以从以下多方面入手:

1、充分利用天然光和合理的选择电气控制开关

太阳能是取之不尽、用之不竭的能源。充分利用太阳能可节能和环保。

1.1 首先房间的采光系数或采光窗的面积比应符合《建筑采光设计标准》,同时充分利用室内受光面的反射性,能有效地提高光的利用率,如白色的墙面的反射系数可达70～80%,能起到节能的作用。

1.2 在电气控制上也宜充分利用自然光,光线强时,可以关掉靠窗的一部分灯具。

1.3 技术经济条件允许的条件下,采用各种导光装置,将天然光导入室内,或将太阳能作为照明电源,有利于节能。

2、选择符合环境功能的节能光源

在照明设计时,应根据不同的使用场合,选用不同的节能高效的光源。以下简要介绍几种主要光源的选用原则及适用范围。

2.1 白炽灯

照明设计时,应尽量减少白炽灯的使用量。一般情况下,室内外照明不应采用普通白炽灯。但不能完全取消,这是因为白炽灯没有电磁干扰,便于调节,适合频繁开关,对于要求瞬时启动和连续调光的场所、防止电磁干扰要求严格的场所及照明时间较短的场所是可以选用的光源。

2.2 荧光灯

荧光灯是应用最广泛、用量最大的气体放电光源。它具有结构简单、光效高、发光柔和、寿命长等优点,是首选的高效节能光源。

2.2.1 紧凑型荧光灯。推荐采用紧凑型荧光灯取代普通白炽灯。紧凑型荧光灯可以和镇流器(电子式)连接在一起,组成一体化的整体型灯。它集中了白炽灯和荧光灯的优点,具有光效高,寿命长,显色性好,节能,使用方便,可以与普通白炽灯直接替换,适用于家庭、宾馆、营业厅等。

2.2.2 管型荧光灯。推荐采用三基色细管径荧光灯,如:直径为26mm的T8型和直径为16mm的T5型等。荧光灯主要用于层高4m以下的房问,如办公室、商场、教室、公共场所等。三基色细管径荧光灯具有光效高、寿命长、显色性好的特点。

2.2.3 无极荧光灯。高效、节能、无频闪,护眼环保,可调光,功率因数高,寿命长,是一种较为理想的节能环保光源。适应各类工厂和民用设施照明。

2.3 高强度气体放电灯

金属卤化物灯、高压钠灯同属高强度气体放电灯。各种规格的金属卤化物灯和高压钠灯由于具有光效高、寿命长的特点,应用于高度大于4.5m的各种场所,如机场、港口、道路、体育场馆、大型工业车间、地铁站等。金属卤化物灯显色性相对较高,更适宜于对照明质量、照度水平有较高要求的场所,如体育馆、比赛场地等。高压钠灯光效较高,价格较低,显色性较差,适用于对显色性要求不高的场所。

3、选择符合规范要求的节能灯具及镇流器

3.1 高效的灯具

既要合理选用高效光源,同时也要选用高效灯具。灯具的选用应符合下列规定:

⑴ 荧光灯:开敞式灯具效率不宜低于0.75,装有遮光格栅的不低于0.6。

⑵ 高强度气体放电灯:开敞式灯具效率不宜低于0.75,装有遮光格栅的不低于0.6。

3.2 选择正确的镇流器

气体放电灯的镇流器主要分两大类:电子式镇流器和电感镇流器。

3.2.1 采用电子镇流器,使灯管在高频条件下工作,可提高灯管光效和降低镇流器自身损耗,有利于节能,并且发光稳定,消除了频闪和噪声,有利于提高灯管寿命。荧光灯采用电子镇流器可使灯具的总输入功率下降20%。以T5细管径荧光灯配电子镇流器代替原来的T12粗管径荧光灯配普通电感式镇流器,按每天使用8小时,一年可节电23度(不包含双休日),节能效果非常可观。

3.2.2 自镇流荧光灯应配用电子镇流器,T8细管径荧光灯可配节能电感式镇流器或电子镇流器;T5细管径荧光灯配电子镇流器。

3.2.3 电感式镇流器应选用节能型, 普通电感镇流器自身功率的损耗约占灯功率的20%,采用节能型电感镇流器可降低镇流器功耗,使灯具的总输入功率下降10%。

3.2.4 高压钠灯、金属卤化物灯应配用节能型电感镇流器。

4、选择科学合理的照明配电系统

照明配电系统设计应结合日常节能的需要加以考虑。

4.1 一般照明光源的电源电压应采用220V,1500W以上的高强度气体放电灯宜用380V,以降低损耗:照明灯具的端电压宜介于其额定电压的95%和105%之间,有利于延长灯具寿命和降低能耗。

4.2 照明安装功率不大时,电力设备又没有大功率冲击性负荷,共用变压器比较经济,但照明最好由独立馈电线路供给,以获得相对稳定的电源电压;照明安装功率大时,采用专用的变压器,有利于保证照度的稳定和光源的使用寿命。

4.3 照明配电系统宜采用放射式和树干式结合的系统,三相供电系统的各相负荷尽量平衡,最大相负荷不宜超过三相平均负荷的115%,最小相负荷不宜低于三相平均负荷的85%。照明配电箱宜置于照明负荷中心且方便操作的地方,减少各级照明线缆的长度,降低电压损失和线路损耗。

4.4 荧光灯及其他气体放电光源应在灯具内或近旁就地装设补偿电容器,使功率因数达0.9以上。以T8型36w单只荧光灯为例,由于配用节能电感镇流器时,功率因数较低,仅为0.4,装设电容补偿器前电流约为0.450A,装设之后为0.172A。这样不但大大降低了照明线路电流,减少了线路损耗,而且各级配电线路、开关设备和保护设备均可相应降低,节能效果非常显著。

4.5 对住宅、集体宿舍按户设置电表,工厂按车间设置电表,办公楼按租户或单位设置电表,实行计度收费,这些都能有效地降低照明用电量。

4.6 照明配电干线和分支线,应采用铜芯绝缘电线或电缆,分支线截面不应小于1.5mm2,可降低线损;主要供给高强度气体放电灯的三相配电线路,其中性线截面应满足不平衡电流及谐波电流的要求,且不小于相线截面,保证供电可靠性。

5、选择合理的照明控制方式

采用多种科学合理的照明控制方式可以有效的利用天然光及提高供电系统的节能效率。

5.1 公共建筑和工业建筑的照明,宜采用智能集中控制,并按建筑使用条件和天然采光状况采取分区、分组控制。

5.2 旅馆的每间客房应设置节能控制型总开关,保证旅客离开客房后能自动断电。

5.3 居住建筑等的楼梯间、走道的正常照明,宜采用声光控等自熄开关。

5.4 每个照明开关所控光源不宜太多,每个房间的开关数不宜少于2个,(只设置一个光源的除外)。

6、结束语

“节能”和“环保”仍是绿色照明的两大主题,体现以人为本,注重舒适、健康的环境为照明设计的指导思想。要获得经济技术指标良好的照明节能方案,必须通过工程技术人员的精心设计,才会将美好的愿望变成现实。